光刻加工

                    光刻技術圖形轉移工藝

                    光刻工藝(Photoetching or Lithography)是一種圖像復印技術,利用光刻膠感光后特性發生改變的原理,將光刻掩膜版的圖形精確地復印到涂在硅晶圓片上的光刻膠上,然后利用光刻膠作為掩膜保護,在晶圓片表面的掩膜層上進行選擇性加工(刻蝕或注入),從而在晶圓片上獲得相應的圖形結構。其主要過程為:首先紫外光通過掩膜版照射到涂有一層光刻膠薄膜的硅晶圓片表面,引起曝光區域的光刻膠發生化學反應,再通過顯影技術溶解去除曝光區域或未曝光區域的光刻膠(前者稱正性光刻膠,后者稱負性光刻膠),使掩膜版上的圖形被復制到光刻膠薄膜上,最后利用刻蝕技術將圖形轉移到基片上或利用套刻技術形成PDMS芯片。

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                    光刻掩膜版                                               鉻版玻璃掩膜版

                    光刻技術

                    汶顥提供電子束光刻、步進式光刻、接觸式光刻等光刻技術,線寬最小可達10nm,多種光刻技術結合的先進光刻理念,實現客戶不同尺寸的光刻需求。

                    旋涂技術

                    旋涂技術的好壞直接影響到光刻的效果。汶顥提供專業的旋涂技術,樣品涵蓋1cm到12寸晶圓,旋涂均勻性好,粘附性高,成品質量好。

                    刻蝕工藝

                    刻蝕工藝主要有濕法刻蝕和干法刻蝕。濕法刻蝕是一種純化學刻蝕,利用液體化學試劑與待刻蝕材料反應生成可溶性化合物,達到刻蝕目的,具有優良的選擇性,刻蝕完當前薄膜就會停止,不會損壞下面一層其他材料的薄膜,具有各向同性,橫向刻蝕的寬度都接近于垂直刻蝕的深度,因此,上層光刻膠的圖案與下層材料上被刻蝕出的圖案存在一定的偏差。

                    干法刻蝕是利用等離子體與待刻蝕材料相互作用(物理轟擊和化學反應),從而除去未被光刻膠保護的材料而達到刻蝕的目的。干法刻蝕又分為三種:物理性刻蝕(濺射刻蝕)、化學性刻蝕、物理化學性刻蝕。干法刻蝕可以做到各向異性刻蝕,但不能進行選擇性刻蝕。

                    目前在圖形轉移中,氮化硅、多晶硅、金屬以及合金材料等多采用干法刻蝕技術,而二氧化硅多采用濕法刻蝕技術,有時金屬鋁也采用濕法刻蝕技術。

                    特色業務

                    汶顥股份配置了完整的微流控芯片加工設備及擁有經驗豐富的芯片工程師團隊,可提供標準芯片和客戶定制芯片加工服務,客戶可以根據自己的需求設計微流控芯片或委托微流控芯片設計與加工。

                    汶顥目前可提供光刻膠模具(深寬比一般為1:1~3:1)、純硅模具(深寬比一般為10:1~15:1)、玻璃芯片、鍍金/電極芯片、PDMS芯片的客戶定制設計與加工,PDMS芯片批量生產、也包括芯片掩膜、刻蝕、切割、打孔、封合、封裝、親疏水處理等工藝的相關服務。

                    一、硅片模具

                    加工能力:2英寸硅片、3英寸硅片、4英寸硅片(常用)、5英寸硅片光刻加工,最小線寬5μm,高度5μm到400μm可控,誤差在5-10%;

                    光刻膠種類:進口SU8系列,國產SU8系列,進口AZ50XT,AZ9260;

                    光刻膠模具優點:圖案化容易,使用方便,目前為微流控模具加工的主要加工工藝:

                    2單層結構:一個光刻膠模具一種高度;

                    2雙層結構:一個光刻膠模具兩種高度;

                    2三層結構:一個光刻膠模具三種高度;

                    硅片芯片 

                    二、玻璃芯片

                    玻璃芯片優點:加工效率高、精度高、使用方便、無污染、高化學惰性;高透光性,可以直接觀測化學或細胞的反應;高耐溫性和高電阻,可進行高壓電泳分離;良好的機械穩定性,可通過高的靜水壓力實現微流道中液體的運輸。

                    玻璃微流控芯片的典型應用:基因測序芯片、光學分析芯片、微流控芯片、精子計數池、細胞計數板、化學合成等。

                    玻璃芯片 

                    1.玻璃濕法刻蝕

                    加工能力:深度5 到250μm可控;通道寬度=掩膜設計寬度+2*通道深度;

                    加工時必須整版進行加工,基材尺寸為10cm*10cm方片,加工之后切割。

                    優點:表面粗糙度較小,通道較淺時通道內壁光滑;

                    缺點:深度難以精確控制,通道深度大于50μm時內壁光滑度變差,寬深比必須大于2:1。

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                    2.玻璃數控加工

                    加工能力:深度50μm以上可控,線寬700μm以上可控,加工誤差在5%以內,外緣切割誤差在20μm以內;

                    優點:管道深寬比較大,加工出的通道平整度較高;

                    缺點:成本高,管道截面通常呈矩形或者球形。

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                    3.玻璃激光加工

                    加工能力:深度100μm以上可控,線寬20μm以上可控,加工誤差在10%以內,外緣切割誤差在40μm以內。

                    優點:成本低,管道深寬比較大;

                    缺點:粗糙度較大,管道截面通常呈V型或者梯形。

                    三、PDMS芯片

                    PDMS芯片樣品 

                    加工能力:可按照客戶要求進行套刻、澆鑄、切割、打孔,加工普通PDMS芯片或定制腔體等。

                    PDMS芯片加工通常采用軟光刻技術來制作,通常需要用到模板,最常規和經常使用的模板是SU-8模具,也可使用金屬模具、PMMA等塑料模具。

                    PDMS芯片單次套刻可滿足深寬比1:1~10:1,套刻厚度10微米~2厘米,打孔直徑0.4毫米~10毫米,最后與玻璃、PDMS以及其他材質片材進行封合。

                    制造的標準偏差:

                    通道高度:△h=±5%通道高度;

                    高度特征的精度:±5%通道高度;

                    通道側壁垂直度:±3°;

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                    特點:用于SU-8模具澆筑PDMS芯片時,不溢膠、脫模方便,延長SU-8模具使用壽命

                    四、鍍金/電極芯片

                    加工能力:可加工鍍金、鍍鉑、ITO等電極芯片,下限寬度為50μm,間隔50μm。

                    電極芯片鍍金芯片 

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